利用葉綠素?zé)晒饧夹g(shù)揭示人工培育的銅藻幼苗對脅迫溫度、光照、和鹽度的反應(yīng).pdf

1、葉綠素?zé)晒夥治黾夹g(shù)(chlorophyll fluorescence measurements)是以光合作用理論為基礎(chǔ)、利用葉綠素?zé)晒庾鳛樘烊惶结?，進行探測和研究植物光合作用生理狀況以及各種外界環(huán)境因子對其細(xì)微影響的新型活體測定和診斷技術(shù)，具有快速、靈敏、對細(xì)胞無損傷的優(yōu)點，是研究光合作用的良好探針。目前，國內(nèi)外對植物體內(nèi)葉綠素?zé)晒鈩恿W(xué)的研究已經(jīng)成為一大熱點。 2008年，以全人工條件下培育的潮下帶褐藻銅藻幼苗(主莖0.3 c

2、m)為材料，利用葉綠素?zé)晒鉁y定儀(Mini PAM，Walz，Germany)，通過測量葉綠素?zé)晒饬孔赢a(chǎn)量變化，研究了在不同溫度、光照強度和鹽度脅迫條件下幼苗光合作用的表現(xiàn)。 本文研究的主要結(jié)果如下： (1)在本實驗條件下，短時間35℃的高溫會明顯不可逆轉(zhuǎn)的破壞銅藻幼苗光合系統(tǒng)，銅藻幼苗生長的溫度上限為28℃，最適生長溫度是22～24℃。35℃脅迫1h銅藻的Fv/Fm降到對照的63％，經(jīng)24h恢復(fù)僅為4.96％，個別參數(shù)

3、甚至降到0，原本黃褐色的葉片明顯萎焉蒼白，個別葉片甚至脫落。十天內(nèi)經(jīng)28℃處理銅藻幼苗的Fv/Fm雖然下降不明顯，但葉片明顯萎縮，28℃處理組生長速度僅為0.83 d-1，30℃處理組生長速度呈負(fù)值(-0.88 d-1)。22、24和26℃處理10天的幼苗的鮮重增長速度為4.53，5.99和2.59％ d-1，葉長長度增長的速度為2.32，2.04和0.52％ d-1 (2)Fm'隨光強增加而降低，最高光強320μmol pho

4、tons m-2s-1，F(xiàn)m'最低降到0.4左右。隨著光強降低，F(xiàn)m'逐漸恢復(fù)，最終可以恢復(fù)到對照水平。將銅藻幼苗暴露在室外水箱中僅1h，F(xiàn)v/Fm就降到0.36，隨著光強和紫外強度的增強，F(xiàn)v/Fm急劇下降，最高光合作用有效光強1490μmol photons m-2s-1和最高紫外光4720μw cm-2時降到0.11，僅為同一時間室內(nèi)對照水箱的15％左右，隨著光強和紫外光的降低稍有回升。經(jīng)過24 h室內(nèi)恢復(fù)后，處理1h幼苗的Fv/

5、Fm基本恢復(fù)到對照水平，超過1h處理幼苗的Fv/Fm雖都有不同程度的恢復(fù)，但是幼苗葉片明顯萎焉。 (3)滲透壓的改變對銅藻的影響不大。9-60‰鹽度處理6h、以及在自來水中處理1h都不會對幼苗的Fv/Fm產(chǎn)生明顯的影響。隨著鹽度增加，處理時間的延長，雖然幼苗的Fv/Fm的明顯降低，24h恢復(fù)后，即使在60‰處理6h的Fv/Fm也恢復(fù)到正常水平。隨著鹽度降低和處理時間的延長，幼苗的Fv/Fm均呈下降趨勢。自來水處理0.5，1，3和

6、6h的Fv/Fm分別為對照組的95.77％，78.38％，50.00％和36.49％，經(jīng)24 h恢復(fù)后藻體的Fv/Fm分別為對照組的97.18％，76.71％，44.44％和28.38％。 在這項研究中，銅藻幼苗最適生長溫度為22～24℃，這個結(jié)果符合自然種群幼苗出現(xiàn)時間基本在夏季早期的觀察。由于銅藻的商業(yè)化栽培或者大規(guī)模重建銅藻藻場還沒有實現(xiàn)，相關(guān)研究基本是空白，這項研究的結(jié)果提供了有價值的信息。另外，附生雜藻的去除是海藻人工

7、栽培過程中一大難題。附生雜藻同要培養(yǎng)的海藻競爭生存空間、營養(yǎng)和光照。在銅藻人工苗種的人工培育過程中，根據(jù)本項研究可以采用自來水短暫浸泡的方法來有效地消除一些對滲透壓敏感的雜藻種類，如石莼屬(Ulva spp.)、多管藻屬(Polysiphonia spp.)和水云屬(Ectocarpus spp.)和滸苔屬(Enteromorpha spp.)中的種類。 雖然葉綠素動力學(xué)參數(shù)不能給出環(huán)境脅迫對海藻在細(xì)胞水平和分子水平的影響，但是

8、葉綠素?zé)晒饧夹g(shù)可以快速、簡便、靈敏、以及對受測試的藻體無損傷得探測出海藻受到各種環(huán)境脅迫后所處的生理狀態(tài)?？梢灶A(yù)測，這種技術(shù)將被廣泛地使用在在海藻人工栽培的研究中。 本論文來源于中國科學(xué)院海洋研究所國家863高技術(shù)研究與開發(fā)項目(2006AA10A412，2006AA10A416)：國家自然科學(xué)基金項目(30671596，30471327);國家科技基礎(chǔ)條件平臺工作項目—水產(chǎn)種質(zhì)資源標(biāo)準(zhǔn)化整理、整合與共享課題(2006DKA30